JP3514731B2 - 立体プリント配線板の製造方法 - Google Patents

立体プリント配線板の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 発明の属する技術分野 この発明は、立体プリント配線板の製造方法に関し、
詳しくは絶縁層を熱可塑性樹脂で形成した立体プリント
配線板の製造方法に関する。
従来の技術 ガラスクロスにエポキシ樹脂を含浸したプリプレグの
片面または両面に導体回路を形成したリジッド基板に対
し、それに実装されるピングリッドやボールグリッド、
LEDなどを収めるための凹部を形成した立体プリント
配線板が知られている。これらの立体プリント配線板
は、PGA基板(ピングリッドアレイ)、BGA基板
(ボールグリッドアレイ)と呼ばれることもある。
図5に示すように、リジッド基板10に凹部11を形
成して立体プリント配線板12を製造するには、リジッ
ド基板10の表面の部品実装の予定区域に、パンチ金型
と呼ばれる円柱や角柱等からなる所定形状の雄型13を
当てると共に、リジッド基板10の裏面にはダイ金型と
呼ばれる雌型14を当てて、両金型の間でリジッド基板
を挟圧して熱プレスし、リジッド基板10の要所に凹部
11を形成してプリント配線板を立体化していた。
また、図6に示すように、リジッド基板15の表面に
座ぐり加工とよばれる切削加工を施して、部品を実装す
る予定区域の表面に凹部16を形成して、プリント配線
板を立体化する方法も知られている。
立体プリント配線板の絶縁基板の材料としては、熱可
塑性の飽和ポリエステル樹脂が知られており、このよう
な熱可塑性樹脂の結晶化処理中に、絶縁基板を所定の曲
げ及び絞り形状に熱プレス加工する立体配線基板の製造
方法が、特公平6−93536号公報や特公平7−10
1772号公報に記載されている。
発明が解決しようとする課題 しかし、熱可塑性の飽和ポリエステル樹脂を絶縁基板
材料に用いて立体配線基板を製造すると、熱プレスする
時に導体パターンの周辺の絶縁基板が変形し、成形体に
この変形を元に戻そうとする力(残留応力)が発生する
という問題があり、甚だしい場合には局部的に「波打
ち」と呼ばれる変形が発生する。
また、ガラスエポキシ樹脂を用いた従来の立体プリン
ト配線板を製造するには、熱プレス成形時までのエポキ
シ樹脂の架橋度合の管理が難しく、そのために信頼性や
量産性の点で満足なものを製造できない。また、ガラス
布で補強されているプリント配線板はフレキシブル性が
低いので、用途が限定されるという問題点もある。
そして、ハンダ耐熱性が要求されるような部品実装用
の立体プリント配線板、または単なる電気配線用の立体
プリント配線板を曲げ加工すると、弾性率の低い樹脂製
の絶縁基板よりも銅やアルミニウムからなる導体に曲げ
応力がかかるため、導体が断線し易いという問題点があ
る。
さらにまた、従来のポリイミド系基板材料では、導体
箔に対して比較的低温で確実に熱融着させることは容易
なことではない。
そこで、この発明の課題は上記した問題点を解決し、
耐熱性に優れた熱可塑性樹脂を用いて立体プリント配線
板を製造する場合において、立体化のために熱プレスさ
れた配線板に残留応力がないようにして、歪みのない立
体プリント配線板を提供することである。
また、この発明の他の課題としては、ポリイミド樹脂
系基板に対して導体箔を比較的低温で確実に熱融着させ
ることができるようにし、また、比較的低温での熱プレ
ス成形によって所期した立体形状を正確に成形できる立
体プリント配線板の製造方法とし、しかもハンダ耐熱性
や耐薬品性をも兼ね備えた立体プリント配線板を製造す
ることである。
さらにまた、この発明の他の課題としては、導体回路
を形成した段階で曲げ加工をしても導体が断線し難い立
体プリント配線板を提供することである。
課題を解決するための手段 上記の課題を解決するため、この発明においては、結
晶融解ピーク温度260℃以上のポリアリールケトン樹
脂65〜35重量%と、非晶性ポリエーテルイミド樹脂
35〜65重量%を含有し、示差走査熱量測定で昇温し
た時に測定されるガラス転移温度が150〜230℃の
熱可塑性樹脂組成物からなるフィルム状絶縁体を設け、
このフィルム状絶縁体の片面または両面に導体箔を重ね
て、前記熱可塑性樹脂組成物が下記の式(I) で示される
結晶融解熱量ΔHmと昇温中の結晶化により発生する結
晶化熱量ΔHCとの関係を満たすように前記導体箔を熱
融着し、その後、この導体箔をエッチングして導体回路
を形成し、得られたプリント配線板を立体的に変形させ
ることからなる立体プリント配線板の製造方法としたの
である。
式(I) : 〔(ΔHm−ΔHc)/ΔHm〕≦0.5 このようなプリント配線板を立体的に変形させる前
に、導体回路を覆うように保護膜を設けると、導体回路
に曲げ応力が集中せず、導体回路が断線し難い立体プリ
ント配線板を製造できる。
フィルム状絶縁体にハンダ耐熱性をもたせるために
は、上記の立体プリント配線板の製造方法において、導
体回路が形成されたプリント配線板に対して、熱可塑性
樹脂組成物が下記の式(II)で示される関係を満たすよう
に熱処理する。
式(II): 〔(ΔHm−ΔHc)/ΔHm〕≧0.7 前記した熱処理は、熱プレス成形による加熱加圧処理
を採用することができる。
また、上記立体プリント配線板の製造方法において、
フィルム状絶縁体の片面または両面に重ねる導体箔は、
表面粗化されている導体箔を採用することが好ましく、
ポリアリールケトン樹脂としては、ポリエーテルエーテ
ルケトン樹脂を採用することが好ましい。
上記したように構成されるこの発明の立体プリント配
線板の製造方法は、結晶性のポリアリールケトン樹脂と
非晶性のポリエーテルイミド樹脂を所定量配合したフィ
ルム状絶縁体からなる絶縁層を形成するが、この絶縁層
は両樹脂の優れた諸特性により、熱融着性やハンダ耐熱
性を有し、プリント配線板に通常要求される可撓性、機
械的強度および電気的絶縁性を有している。
導体箔を熱融着した後の熱可塑性樹脂組成物は、前記
式(I) で示される関係を満たし、ガラス転移温度が15
0〜230℃であり、かつ結晶融解熱量ΔHmと昇温中
の結晶化により発生する結晶化熱量ΔHcとの関係が前
記式(I) で示される関係を満たすものであり、加熱によ
るポリアリールケトン樹脂の結晶化の進行状態が適当範
囲に調整されたものである。
フィルム状絶縁体の片面または両面に熱融着された導
体箔は、熱可塑性樹脂組成物の熱融着性によって強固に
接着されており、この導体箔のエッチングによって形成
される精密な導体回路も強固に接着されて剥離しにく
い。なお、導体箔として、表面が粗化されている導体箔
を使用すると、導体回路と絶縁層との接着強度がより大
きくなって好ましい。
次に、導体回路が形成されたプリント配線板を立体的
に変形させるには、外力による曲げ加工または熱プレス
成形などを採用することができる。
立体化のために熱プレス成形を行なう場合は、導体回
路を形成したプリント配線板の表面の要所に凸型を当
て、250℃未満、通常は230℃付近という比較的低
温での熱プレス条件を採用すればよく、その際に前記式
(I) で示される関係を満たす熱可塑性樹脂がガラス転移
点(Tg)を越える状態となり局所に凹型を精密に成形
することができる。
このようにして製造された立体プリント配線板は、絶
縁層の熱可塑性樹脂組成物が前記式(II)で示される結晶
性を示すものになり、この配線板は260℃に耐えるハ
ンダ耐熱性を有すると共に、金型の凹凸形状が正確に再
現されて実装部品が確実に納まる立体プリント配線板に
なる。
なお、フィルム状絶縁体と導体箔の接着は、層間にエ
ポキシ樹脂などの接着剤を介在させないで熱融着するの
で、耐熱性、耐薬品性、電気特性などの諸特性は接着剤
の特性に支配されることがなく、絶縁層の優れた諸特性
が充分に活かされることは勿論である。
また、製造工程中に接着剤の塗布や凹部を形成するた
めの切削加工等を行う必要がないので、製造工程が簡略
になり効率の良い立体プリント配線板の製造方法にな
る。
図面の簡単な説明 図1は第1実施形態の立体プリント配線板の製造工程
を示す模式図、図2は第2実施形態の立体プリント配線
板の曲げ加工工程の説明図、図3(a)は実施形態の立
体プリント配線板を取り付けた携帯電話の概略構成を示
す一部断面側面図、図3(b)は従来のプリント配線板
を取り付けた携帯電話の概略構成を示す一部断面側面
図、図4はプリント配線板の曲げ角度と断線率の関係を
示す図表、図5は従来例の立体プリント配線板の製造工
程を示す模式図、図6は従来例の立体プリント配線板の
製造工程を示す模式図である。
発明の実施の形態 この発明の立体プリント配線板の製造方法の第1実施
形態を、図1に基づいて以下に説明する。
図1(a)に示されるプリント配線板の絶縁層(フィ
ルム状絶縁体)1は、結晶融解ピーク温度260℃以上
のポリアリールケトン樹脂65〜35重量%と、非晶性
ポリエーテルイミド樹脂35〜65重量%を含有し、示
差走査熱量測定で昇温した時に測定されるガラス転移温
度が150〜230℃の熱可塑性樹脂組成物からなる。
このようなプリント配線板を製造するには、前記した
配合割合でポリアリールケトン樹脂と非晶性ポリエーテ
ルイミド樹脂とを配合し、後述する所定の結晶性熱可塑
性フィルム状絶縁体を調製する。
そして、フィルム状絶縁体1の片面または両面に銅箔
を重ね、真空熱プレス機などを用いて熱プレス成形を行
なって、銅箔が熱融着した両面銅張積層板を作製する。
熱プレス工程では、熱可塑性樹脂組成物のガラス転移
点を越えるが、熱可塑性樹脂の結晶化温度は越えないよ
うに、すなわち熱可塑性樹脂組成物の非晶性が維持され
るように加熱してフィルム状絶縁体1の両面に銅箔を熱
融着し、このとき熱可塑性樹脂組成物が下記の式(I) で
示される関係を満たす銅張積層板を形成する。なお、銅
箔の接着のためのプレス時の圧力は、10〜100kg
f/cm2 を採用することが好ましく、より好ましくは
30〜50kgf/cm2 である。
式(I) : 〔(ΔHm−ΔHc)/ΔHm〕≦0.5 次いで、サブトラクティブ法によって銅箔をエッチン
グして導体回路2を形成すると、図1(a)に示すプリ
ント配線板3を得る。
そして、プリント配線板3の片面(図中の上面)に凸
型を形成したステンレス鋼板等からなる硬質の凸型板4
を重ね、またプリント配線板3の他面(図中の下面)に
はステンレス鋼板等からなる硬質の平板5を重ねる。こ
の状態で熱プレス成形するが、その際の成形条件は、フ
ィルム状絶縁体1を形成する熱可塑性樹脂組成物が後述
の式(II)で示される関係を満たす条件にする。このよう
にして、図1(b)で示されるような部品実装のための
所要形状の凹部6が形成された立体プリント配線板7を
製造する。
プリント配線板7の要所に凹部6を形成する熱プレス
成形は、熱可塑性樹脂組成物の結晶融解ピーク温度(T
c)付近(例えば220〜250℃)に加熱すると共に
加熱して結晶化を進め、ハンダ耐熱性のある立体プリン
ト配線板を製造する。なお、立体化のために熱プレスす
る際の圧力は、10〜100kgf/cm2 であればよ
く、好ましくは30〜50kgf/cm2 である。
なお、前記した硬質の平板5に代えて、要所に凸部を
形成した硬質の凸型板(図示せず。)を使用すれば、プ
リント配線板3の両面に凹部6を形成した立体プリント
配線板を製造することもできる。
さらにまた、前記の硬質の凸型板4に代えて、凹部お
よび凸部を形成した両面凹凸型板を採用すれば、プリン
ト配線板の両面に凹凸形状を設けることもできる。
また、導体回路が形成されたプリント配線板に対し
て、熱プレス加工以外の立体変形のための手段を採用
し、その後、ハンダ耐熱性の必要性があれば、適宜に所
定の熱処理を施してもよい。
図2に示す第2実施形態は、熱プレス加工以外の立体
変形手段として、周知の曲げ加工を採用して立体プリン
ト配線板を製造する方法である。
例えば、絶縁層(フィルム状絶縁体)1の片面または
両面に導体回路2が形成されたプリント配線板3に対し
て、先ず、図2に示すように[曲げ加工1]を施し、続
けて[曲げ加工2]を施して屈曲部を増やし、さらに
[曲げ加工3]を施して最終形状に仕上げた後、これに
ハンダ耐熱性が要求される場合には、熱可塑性樹脂組成
物が前述のように式(II)で示される関係を満たすように
熱処理をする。因みに、[曲げ加工1]または[曲げ加
工2]の段階で熱処理を行なうと、絶縁層1の結晶性が
高すぎてその後に曲げ加工を行なうことが困難になる。
なお、最終形状に曲げ加工された立体プリント配線板
の使用目的が、接続ケーブルや単なる電気配線であっ
て、ハンダ耐熱性が要求されなければ、式(II)で示され
る関係を満たす熱処理を省略してもよい。
図3(b)に示すような従来の携帯電話などでは、プ
リント配線板の曲げ加工が困難であるため、ディスプレ
イ8の裏側に無用の空間が残るという問題があったが、
曲げ加工された立体プリント配線板は、図3(a)に示
すように、薄型の携帯電話の内部で傾斜したディスプレ
イ8および本体の電池収納部9に沿わせて配置すること
ができるようになる。このように曲げ加工された立体プ
リント配線板は、フレキシブルプリント配線板でも収納
が困難であった小容積の空間内にプリント配線基板を配
置することができるようになる。
また、プリント配線板を立体的に変形させる前に形成
する保護膜は、前記したポリアリールケトン樹脂と非晶
性ポリエーテルイミド樹脂とを所定の割合で配合したフ
ィルム状絶縁体と同じ樹脂組成物からなるものであって
もよく、また一般的なプリント配線板用のカバーフィル
ムと同じ材質であってもよい。
カバーフィルムを設けたプリント配線板は、プリント
配線板の曲げ変形状態での導体回路への応力が緩和さ
れ、断線が起こり難くなる。
なお、図4に示した試験結果は、同じ厚さで同じ回路
パターンを形成した片面基板を240℃で10分間の熱
プレス条件で、30゜、60゜または90゜まで曲げ変
形させた際、導体回路を覆う保護膜がない場合(銅パ
ターンのみ)、一般的なソルダーレジストを形成した場
合(ソルダーレジスト)、または絶縁層と同じ樹脂組
成物からなる保護膜を設けた場合(カバーフィルム)
の断線率を示したものである。
図4の結果からも明らかなように、、の場合は、
60゜以上の曲げ角度で60%以上のプリント配線板が
断線したが、保護膜を有するのプリント配線板は、9
0゜まで殆どのものが断線しなかった。
これらの結果より、導体回路を覆う保護膜を設けたプ
リント配線板は、曲げ変形した配線の応力を減少させて
断線を防止する効果のあることがわかる。
次に、本願の発明における重要な制御因子である導体
箔熱融着後のフィルム状絶縁体の熱特性について説明す
る。この熱特性は、結晶融解熱量ΔHmと昇温中の結晶
化により発生する結晶化熱量ΔHcとの関係が前記の式
(I) で示される関係を満たすことである。
このような熱特性は、JIS K7121、JIS
K7122に準じた示差走査熱量測定で昇温したときの
DSC曲線に現れる2つの転移熱の測定値、結晶融解熱
量ΔHm(J/g)と結晶化熱量ΔHc(J/g)の値
から上記式によって算出される。
前記式(I) の値は、原料ポリマーの種類や分子量、組
成物の配合比率にも依存しているが、フィルム状絶縁体
の成形・加工条件が大きく影響する。すなわち、フィル
ム状に製膜する際に、原料ポリマーを溶融させた後、速
やかに冷却することにより、前記式の値を小さくするこ
とができる。また、これらの数値は、各工程でかかる熱
履歴を調整することにより、制御することができる。こ
こでいう熱履歴とは、フィルム状絶縁体の温度と、その
温度になっていた時間を指し、温度が高いほど、この数
値は大きくなる傾向がある。
前記式(I) で示される関係は、プリント配線板を製造
する工程において、フィルム状絶縁体の少なくとも一面
に導体箔を熱融着した後、プリント配線用素板について
熱プレス前の測定に基づくものである。
前記式(I) で示される値が、熱プレス等の熱処理前に
0.5を越えていると、熱可塑性樹脂組成物は既に結晶
性が高い状態にあるから、熱プレスによって形成される
凹部の形状が金型形状に整合しないものになる。そのた
め、熱プレスなどの熱処理を250℃を越える高温で行
なうことが必要になり、製造効率も低下することにな
る。
そして、フィルム状絶縁体がハンダ耐熱性を持つとい
う熱特性は、凹部形成後に下記式(II)の関係を満たすこ
とである。上記式(II)の値が、0.7未満の低い値で
は、絶縁層の結晶化が不充分であり、ハンダ耐熱性(通
常260℃)を保てないと考えるからである。
式(II): 〔(ΔHm−ΔHc)/ΔHm〕≧0.7 フィルム状絶縁体は、通常25〜300μmの膜厚の
もの、例えば25μm、50μm、100μm、200
μmのものであり、その製造方法は、例えばTダイを用
いた押出キャスト法やカレンダー法などの周知の製膜方
法を採用すればよく、特に限定された製造方法を採る必
要はない。なお、製膜法や安定生産性の面からTダイを
用いた押出キャスト法を採用することが好ましい。押出
キャスト法の成形温度は、組成物の流動特性や製膜特性
によって適宜に調節するが、概ね組成物の融点以上、4
30℃以下である。
この発明においてフィルム状絶縁体を構成する第1の
成分であるポリアリールケトン樹脂は、その構造単位に
芳香族結合、エーテル結合およびケトン結合を含む熱可
塑性樹脂であり、すなわち、フェニルケトンとフェニル
エーテルの組み合わせ構造からなる耐熱性の結晶性高分
子である。
ポリアリールケトン樹脂の代表例としては、ポリエー
テルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテ
ルケトンケトンなどがあり、この発明では、下記の化1
の式に示されるポリエーテルエーテルケトンを好適に使
用できる。
フィルム状絶縁体を構成する第2の成分である非晶性
ポリエーテルイミド樹脂は、その構造単位に芳香族結
合、エーテル結合およびイミド結合を含む非晶性熱可塑
性樹脂であり、この発明において下記の化2の式に示さ
れるポリエーテルイミド樹脂を適用できる。
そして、この発明に用いるフィルム状絶縁体は、上記
した2種類の耐熱性樹脂を所定の割合でブレンドした組
成物からなり、すなわち、熱可塑性樹脂組成物は、結晶
融解ピーク温度260℃以上のポリアリールケトン樹脂
65〜35重量%と非晶性ポリエーテルイミド樹脂35
〜65重量%とからなり、示差走査熱量測定で昇温した
時に測定されるガラス転移温度が150〜230℃のも
のである。
上記した配合割合に限定する理由は、ポリアリールケ
トン樹脂が65重量%を越えて多量に配合されたり、ポ
リエーテルイミド樹脂の配合割合が35重量%未満の少
量の配合割合では、組成物の結晶化速度が速くなり、導
体箔と熱融着性が低下するからであり、結晶性ポリアリ
ールエーテルケトン樹脂が35重量%未満であったり、
非晶性ポリエーテルイミド樹脂が65重量%を超える
と、組成物の結晶化度が低くなり、たとえ結晶融解ピー
ク温度が260℃以上であってもハンダ耐熱性が低下す
るので、好ましくないからである。
この発明に用いるフィルム状絶縁体を構成する樹脂組
成物には、この発明の効果を阻害しない程度に、他の樹
脂その他の添加剤を配合してもよく、その具体例として
は、熱安定剤、紫外線吸収剤、光安定剤、着色剤、滑
剤、難燃剤、無機フィラーなどが挙げられる。また、フ
ィルム状絶縁体の表面に、ハンドリング性改良等のため
のエンボス化工やコロナ処理などを施してもよい。
この発明に用いる導体箔としては、例えば銅、金、
銀、アルミニウム、ニッケル、錫などのように厚さ8〜
70μm程度の金属箔が挙げられる。このうち、適用さ
れる金属箔としては、その表面を黒色酸化処理などの化
成処理した銅箔が特に好ましい。導体箔は、接着効果を
高めるために、フィルム状絶縁体との接触面(重ねる
面)側を予め化学的または機械的に粗化したものを用い
ることが好ましい。表面粗化処理された導体箔の具体例
としては、電解銅箔を製造する際に電気化学的に処理さ
れた粗化銅箔などが挙げられる。
実施例および比較例 この発明のフィルム状絶縁体の条件を満足するフィル
ム状絶縁体の製造例1〜3およびこれに対比する参考例
1、2の製造方法およびこれらの物性について以下に説
明する。
〔フィルム状絶縁体の製造例1〕 ポリエーテルエーテルケトン樹脂(ビクトレックス社
製:PEEK381G)(以下の文中または表1、2に
おいて、PEEKと略記する。)60重量%と、ポリエ
ーテルイミド樹脂(ゼネラルエレクトリック社製:Ul
tem−1000)(以下の文中または表1、2におい
て、PEIと略記する。)40重量%をドライブレンド
した。この混合組成物を押出成形し、厚さ25μmのフ
ィルム状絶縁体を製造した。
〔フィルム状絶縁体の製造例2〕 製造例1において、混合組成物の配合割合をHEEK
40重量%、PEI60重量%としたこと以外は、同様
にしてフィルム状絶縁体を製造した。
〔フィルム状絶縁体の製造例3〕 製造例1において、混合組成物の配合割合をPEEK
30重量%、PEI70重量%としたこと以外は、同様
にしてフィルム状絶縁体を製造した。
〔フィルム状絶縁体の参考例1、2〕 製造例1において、混合組成物の配合割合をPEEK
100重量%(参考例1)、またはPEI100重量%
(参考例2)としたこと以外は、同様にしてそれぞれの
フィルム状絶縁体を製造した。
上記製造例および参考例で得られたフィルム状絶縁体
の物性を調べるため、以下の(1)および(2)に示す項目を
測定または測定値から計算値を算出した。これらの結果
は、表1にまとめて示した。
(1) ガラス転移温度(℃)、結晶化温度(℃)、結晶
融解ピーク温度(℃) JIS K7121に準じ、試料10mgを使用し、
パーキンエルマー社製:DSC−7を用いて加熱速度を
10℃/分で昇温した時の上記各温度をサーモグラムか
ら求めた。
(2) (ΔHm−ΔHc)/ΔHm JIS K7122に準じ、試料10mgを使用し、
パーキンエルマー社製:DSC−7を用いて加熱速度を
10℃/分で昇温した時のサーモグラムから結晶融解熱
量ΔHm(J/g)と結晶化熱量ΔHc(J/g)を求
め、上記式の値を算出した。
〔実施例1〕 製造例1で得られた厚さ25μmのフィルム状絶縁体
の両面に、厚さ12μmの電気化学的に表面を粗面化し
た電解銅箔を重ねて、真空雰囲気下760mmHg、プ
レス温度220℃、プレス圧力30kg/cm2 、プレ
ス時間20分の条件で熱融着し、両面銅張積層板を作製
した。
作製した両面銅張積層板のフィルム状絶縁体に対し、
前記 (2)(ΔHm−ΔHc)/ΔHmの測定試験を前記
同じ方法で行ない、式値を表2に示した。
また、上記得られた両面銅張積層板に対して、後述す
る(3) の方法で接着強度を調べ、この結果を表2中に併
記した。
次に、上記ようにして得られた両面銅張積層板にサブ
トラクティブ法によって回路パターンを形成し、導電性
回路をエッチングにより形成したプリント配線板を製造
した。
得られたプリント配線板のハンダ耐熱性を下記の(4)
の試験方法で調べ、この結果を表2中に併記した。
また、得られたプリント配線板の層間剥離の有無を下
記の(5) の方法で調べ、この結果を表2中に併記した。
(3) 接着強度 JIS C6481の常態の引き剥がし強さに準拠し
て、プリント配線素板の銅箔の引き剥がし強さを測定
し、その平均値をkgf/10cmで示した。
(4) ハンダ耐熱性 JIS C6481の常態のハンダ耐熱性に準拠し、
260℃のハンダ浴に試験片のプリント配線素板の銅箔
側がハンダ浴に接触する状態で10秒間浮かべた後、浴
から取り出して室温まで放冷し、その膨れや剥がれ箇所
の有無を目視観察し、その良否を評価した。
(5) FPCをエポキシ樹脂に包埋し、精密切断機で断
面観察用サンプルを作製し、走査型電子顕微鏡(SE
M)で切断面を観察し、フィルム状絶縁体と銅箔製の導
電性回路との層間剥離の有無を評価した。
以上のようにして得られたプリント配線板の上面に、
図1(a)に示すように高さ25μmの円盤状の凸部を
形成したステンレス鋼製の凸型板4を重ねると共に、プ
リント配線板の下面にステンレス鋼製の平板5の平滑面
を当て、フィルム状絶縁体からなる絶縁層1が下記の式
(II)で示される関係を満たす熱可塑性樹脂組成物になる
ように約230℃、圧力30kgf/cm2 で熱プレス
成形し、立体プリント配線板を製造した。
〔実施例2〕 実施例1において、フィルム状絶縁体として製造例2
を使用し、両面銅張積層板を作製する際のプレス温度を
240℃、プレス時間を30分に変更したこと以外は実
施例1と同様にしてプリント配線板を作製し、試験(3)
〜(5) の評価を表2中に併記し、さらに実施例1と同様
にして、立体プリント配線板を製造した。
〔比較例1〕 実施例2において、両面銅張積層板を作製する際のプ
レス温度を230℃、プレス時間を10分に変更したこ
と以外は実施例2と同様にしてプリント配線板を作製
し、実施例1と同様にして試験(3) 〜(5) の評価を表2
中に併記し、さらに実施例1と同様にして、立体プリン
ト配線板を製造した。
〔比較例2〕 実施例1において、フィルム状絶縁体として製造例3
を使用し、両面銅張積層板を作製する際のプレス温度を
240℃、プレス時間を20分に変更したこと以外は実
施例1と同様にしてプリント配線板を作製し、試験(3)
〜(5) の評価を表2中に併記し、さらに実施例1と同様
にして、立体プリント配線板を製造した。
実施例1の立体プリント配線板は、金型の凹凸形状が
正確に再現され実装部品が確実に凹部に納まる立体プリ
ント配線板であった。さらに実施例1の両面銅張積層板
の接着強度は、表2の結果からも明らかなように、1.
6kgf/10cmという良好な値であり、ハンダ耐熱
性試験の結果は基板に膨れや剥がれが一切観察されず、
また導電性回路形成後のFPCに対するSEM観察でも
層間剥離は全く観察されなかった。
実施例2の立体プリント配線板についても、金型の凹
凸形状が正確に再現され実装部品が確実に凹部に納まる
立体プリント配線板であった。また、実施例2の両面銅
張積層板の接着強度は、1.4kgf/10cmという
良好な値であり、ハンダ耐熱性試験の結果も良好であ
り、またエッチングによる導電性回路形成後のSEM観
察でも層間剥離は全く観察されなかった。
これに対して、比較例1および比較例2は、金型の凹
凸形状がおおよそ正確に再現された立体プリント配線板
であって、比較例1では、SEM観察では層間の密着性
があり一応良好であったが、ハンダ耐熱性では基板に膨
れや剥がれが観察され、不良という結果であった。
また、比較例2のプリント配線板は、両面銅張積層板
の接着強度が0.2kgf/cmという不良な値であ
り、エッチングによる導電性回路形成後には回路部分の
銅箔が剥離した。
発明の効果 この発明の立体プリント配線板の製造方法は、以上説
明したように、所定の熱可塑性樹脂組成物からなるフィ
ルム状絶縁体の表面に導体箔を重ねて所定の条件で熱融
着し、熱可塑性樹脂組成物の結晶状態を調整したので、
ポリイミド樹脂系基板に対して導体箔を比較的低温で確
実に熱融着できるようになり、しかも立体化のために曲
げ変形または熱プレスされた配線板に残留応力が残ら
ず、歪みのない立体プリント配線板を製造できるという
利点がある。
特に、プリント配線板の要所に金型を当てて熱プレス
成形する場合には、例えば250℃未満、好ましくは2
30℃付近という比較的低温の熱プレス条件で金型の凹
凸形状が正確に再現された熱プレス成形を行なうことが
でき、絶縁層と導体回路の接着性もよく、しかも成形後
の配線板に残留応力がなくて基板に歪みのない立体プリ
ント配線板を製造できるという利点がある。
また、導体回路が形成されたプリント配線板に対し
て、所定の熱処理を行なうようにした本願の発明では、
260℃に耐えるハンダ耐熱性が備わり、耐薬品性、電
気特性などの特性をも併有する優れた立体プリント配線
板を効率良く製造できるという利点もある。
さらにまた、導体回路を覆う保護膜を形成するように
した立体プリント配線板の製造方法では、導体回路を形
成した段階で曲げ化工をしても導体が断線し難いという
利点がある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 谷口 浩一郎 東京都千代田区丸の内二丁目5番2号 三菱樹脂株式会社内 (72)発明者 野本 薫 愛知県岡崎市正名町中之切9番地 (72)発明者 三宅 敏広 愛知県犬山市長者町1丁目194番地 (72)発明者 真田 一也 愛知県刈谷市築地町東畑56番地 (72)発明者 戸谷 眞 愛知県刈谷市半城土町南大湫35番地3 (56)参考文献 特開 平3−35584(JP,A) 特開 平5−226804(JP,A) 特開 平2−269765(JP,A) 特開 平5−310951(JP,A) 特開 昭62−52993(JP,A) 特開 平4−43029(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H05K 1/03 H05K 1/05 H05K 3/00 H05K 3/22 H05K 3/28 H05K 3/44 H05K 3/46 C08J 5/18 C08L 71/10 C08L 73/00 C08L 79/08

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 結晶融解ピーク温度260℃以上のポリ
    アリールケトン樹脂65〜35重量%と、非晶性ポリエ
    ーテルイミド樹脂35〜65重量%を含有し、示差走査
    熱量測定で昇温した時に測定されるガラス転移温度が1
    50〜230℃の熱可塑性樹脂組成物からなるフィルム
    状絶縁体を設け、このフィルム状絶縁体の片面または両
    面に導体箔を重ねて、前記熱可塑性樹脂組成物が下記の
    式(I)で示される結晶融解熱量ΔHmと昇温中の結晶化
    により発生する結晶化熱量ΔHcとの関係を満たすよう
    に前記導体箔を熱融着し、その後、この導体箔をエッチ
    ングして導体回路を形成し、得られたプリント配線板を
    立体的に変形させることからなる立体プリント配線板の
    製造方法。 式(I): 〔(ΔHm−ΔHc)/ΔHm〕≦0.5
  2. 【請求項2】 プリント配線板を立体的に変形させる前
    に、導体回路を覆うように保護膜を設ける請求項1に記
    載の立体プリント配線板の製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項1または2に記載の立体プリント
    配線板の製造方法において、導体回路が形成されたプリ
    ント配線板を立体的に変形させる時または立体変形後
    に、熱可塑性樹脂組成物が下記の式(II)で示される関係
    を満たすように熱処理することを特徴とする立体プリン
    ト配線板の製造方法。 式(II):〔(ΔHm−ΔHc)/ΔHm〕≧0.7
  4. 【請求項4】 導体回路が形成されたプリント配線板を
    立体的に変形させる時の熱処理が、熱プレス成形による
    加熱加圧処理である請求項3に記載の立体プリント配線
    板の製造方法。
  5. 【請求項5】 フィルム状絶縁体の片面または両面に重
    ねる導体箔が、表面粗化されている導体箔である請求項
    1〜4のいずれか1項に記載の立体プリント配線板の製
    造方法。
  6. 【請求項6】 ポリアリールケトン樹脂が、ポリエーテ
    ルエーテルケトン樹脂である請求項1〜5のいずれか1
    項に記載の立体プリント配線板の製造方法。
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